如图甲所示的水平方向的圆筒形区域内存在垂直于横截面的匀强磁场,磁感应强度大小为
B,圆筒横截面半径为
R,圆筒长为
2R。在磁场区域右侧有一边长为
2R的正方形截面
aa’bb’的矩形收集盒,收集盒长为
3R, 盒子的左侧面是空的,上表面
abcd、下表面
a’b’c’d’使用金属材料,其余表面为绝缘材料,上下表面间加电压。在圆筒形区域的最低处有一条平行于圆筒形磁场轴线的狭缝
oo’, 狭缝
oo’与
a’b’平行等高,大量带电粒子从狭缝中均匀射出,射出速度方向均在垂直于圆筒形磁场轴线,大小均为
v0;粒子经过磁场后均能沿垂直于轴线从圆筒形磁场右侧出来,恰好水平向右全部进入矩形收集盒,当粒子碰到下板后其所带电荷被中和同时被收集,粒子打到右侧面
cc’dd’时会发光同时被收集。不计粒子重力及粒子间的相互作用,忽略电场的边缘效应。求:

(1)判断粒子的电性并求粒子的比荷;
(2)若如图乙正视图
q=30
0向左上方进入的粒子经磁场、电场后恰好击中盒的下板右边缘,则上、下两表面间的电压为多少?
(3)在收集盒上以
a’为坐标原点建立坐标系
a’—XYZ, 在狭缝
oo’中点处飞出的如图乙
q=450向左上方进入的粒子经磁场、电场后打在收集盒上的位置坐标是多少?
(4)若单位时间内射入的粒子数为
n,粒子质量为
m0,则右侧面单位时间内收集的粒子总质量为多少?